课程设计圆锥圆柱齿轮减速器设计

1、如有帮助,欢送支持.目录设计任务书2二、电机的选择计算一、择电机的转速2二、工作机的有效功率2三、选择电动机的型号3三、运动和动力参数的计算、分酉己传动比3二、各轴的转速3三、各轴的功率4四、各轴的转矩4四、传动零件的设计计算1 .闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算42 .闭式直齿轮圆柱齿轮传动的设计计算6五、轴的设计计算1. 减速器高速轴I的设计92. 减速器低速轴II的设计113. 减速器低速轴III的设计146、 滚动轴承的选择与寿命计算1 .减速器高速I轴滚动轴承的选择与寿命计算162 .减速器低速II轴滚动轴承的选择与寿命计算173 .减速器低速III轴滚动轴承的选择与寿命计算187、

2、 键联接的选择和验算1 .联轴器与高速轴轴伸的键联接192 .大圆锥齿轮与低速轴II的的键联接193 .大圆柱齿轮与低速轴III的的键联接20入、润滑油的选择与热平衡计算1 .减速器的热平衡计算212 .润滑油的选择22"L、参考文献23一、设计任务书班级学号姓名一、设计题目：设计圆锥一圆柱齿轮减速器设计铸工车间的型砂运输设备.该传送设备的传动系统由电动机一减速器一运输带组成.每日二班工作.图11电动机；2联轴器；3减速器；4鼓轮；5一传送带、原始数据：传送带拉力FKN传送带速度Vm/s鼓轮直径Dmm使用年限年11.7701.3922357三、设计内容和要求：1 .编写设计计算说明书

3、一份,其内容通常包括以下几个方面：1传动系统方案的分析和拟定以及减速器类型的选择；2电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；3传动零件的设计计算如除了传动,蜗杆传动,带传动等；4轴的设计计算；5轴承及其组合部件设计；6键联接和联轴器的选择及校核；7减速器箱体,润滑及附件的设计；8装配图和零件图的设计；9校核；10轴承寿命校核；11设计小结；12参考文献；13致谢.计算及说明I结果2 .要求每个学生完成以下工作:(1)减速器装配图一张(0号或一号图纸)(2)零件工作图两张(输出轴及该轴上的大齿轮),图号自定,比例1：1.(3)设计计算说明书一份.、传动方案的拟定运动简图如下：(图2)由图可知

4、,该设备原动机为电动机,传动装置为减速器,工作机为型砂运输设备.减速器为展开式圆锥一圆柱齿轮的二级传动,轴承初步选用深沟球轴承.联轴器2选用凸缘联轴器,8选用齿形联轴器.三、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算一、选择电动机的类型和结构形式按工作要求和条件,选用三相笼型异步电动机,Y系列,封闭式结构,电压380V,频率50Hz.二、选择电动机容量工作机主动轴功率：Pw=FV=1.770m1.392=2.464Kw传动装置的总效率：a=1224345式中“1、“2、%、“4、5分别为联轴器、滚动轴承、原锥齿轮传动、圆柱齿轮传动和卷筒的传动效率.取,=0.99联轴器,2=0.985滚动轴承,

5、=0.96齿轮精度为8级,不包括轴承效率,"4=0.97齿轮精度为8级,不包括轴承效率,1=0.96卷筒效率,不包括轴承那么a=0.9920.98540.960.970.96-0.825电动机所需功率：P2.464Pd=-Kw=Kw=2.987Kwa0.825三、确定电动机的转速卷筒州的工作转速为：601000V6010001.392nr113.2r二d二235minmin按课程设计指导书P7-表1查得圆锥一圆柱齿轮的传动比一般范围为：ia=1025,故电动机转速nd'=ia',n=(1025)黑113.2=11322830r/.n根据额定功率F>d>Pd

6、,且转速满足1132r/.<nd<2S30r/.,选电动机型号为：Y100L2-4./mind/min其主要性能如卜.表:结果型号额定功率Kw满载时起动电流额定电流起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩转速Nin电流(380V)A效率%功率因数Y100L2-4314206.882.50.817.02.22.3电动机的外形尺寸：中央高H外形尺寸LX(AC/2+AD)XHD底角安装尺寸AXB地脚螺栓孔直彳仝K轴伸尺寸DXE装键部位尺寸FXGD100380>288X245160M401228>608X31四、确定传动装置的总传动比和分配传动比1 .总传动比n1420总传动比ia=国

7、=¥20=12.544n113.22 .分配减速器的各级传动比直齿轮圆锥齿轮传动比按直齿轮圆柱齿轮传动比i锥知0.25ia=0.25X12.544=3.136,又锥齿轮的传动比一M不大于3,故取i锥=312.5443 Ui柱=4.183实际总传动比i实=i锥1柱=3乂4.18=12.54Li=0.004,满足要求.计算及说明五、计算传动装置的运动和动力参数1 .各轴的转速各轴的标号均已在图2中标出I=nm=142%nnnffl-二473.3%n卷筒轴=nN113.2rmin2 .各轴的输出、输入功率P4=Pd0i=2.987X0.99=2.95713%2.957KwPf=P4力2=2

8、.957父0.985=2.912645之2.913KwP入=Pii3=2.9130.96=2.79648：2.796KwP出=P人-2=2.7960.985=2.75406：2.754KwP入=P-出4=2.7540.97=2.67138：2.671KwPw=P入2=2.6710.985-2.630935：2.631KwP卷筒轴入=P出1=2.6310.99=2.60469：2.605KwP卷筒轴出二P卷筒轴入25=2.6050.9850.96=2.643288Kw2.643Kw3 .各轴输入、输出转矩Td=9550Pdnm95502.987142020.09Nm9550P9550M2.957

9、='=19.89Nmn-.14209550P出95502.913='=19.59Nmn：1420入9550P入95502.796L=56.41Nm473.33出9550P出95502.75455.57Nm473.339550P入95502.671=225.34Nmni.H113.2Till9550P出nin95502.631113.2=221.96Nm9550P卷筒轴入95502.605T卷筒轴入=219.77Nmn卷筒轴113.2T卷筒轴出_9550P卷筒轴出n卷筒轴95502.463113.2=207.79Nm运动和动力参数计算结果整理于下表:轴名效率P(Kw)转矩Nm转速

10、nr/min传动比i效率n输入输出输入输出电动机轴X2.98720.0914201.00.99I轴2.9572.91319.8919.5914203.00.95n轴2.7962.75456.4155.57473.334.20.96出轴2.6712.631225.34221.96113.21.00.97卷筒轴2.6052.463219.77207.79113.2四、传动零件的设计计算一、圆锥齿轮传动的设计计算输入功率P1=2.957Kw略大于小齿轮的实际功率,小齿轮的转速为：n1=1720/冶,大齿轮的转速为n2=437.33%冶,传动比i=3,由电动机驱动,工作寿命设每年工作300天,两班制,

11、带式输送,平稳,转向不变.1 .选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1按传动方案,选用直齿圆锥齿轮传动,齿形制JB110-60,齿形角a=20,齿顶高系数ha*=1,顶隙系数c*=0.2,螺旋角Pm=0,不变位.2、运输机为一般工作机器,速度不高,应选用8级精度.3、材料选择,小齿轮材料为40Cr调质,硬度为280HBS,大齿轮材料为45刚调质,硬度为240HBS,二者材料硬度相差40HBS.4、选小齿轮齿数乙=23,那么Z2=u2=3父23=692 .按齿面接触疲劳强度设计公式：3 2、cccZZeKTid1ti2.92JI-riTTHfcFb幅1-0.5解u1、确定公式内的各计算值11查得材

12、料弹性影响系数ZE=189.8MPa2.2按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限仃川而1=600MPa,大齿轮的接触疲劳极限0Hlim2=550MPa.3)计算应力循环次数小齿轮：N1=60njLh=6014201(283007)=2.863109大齿轮：N2=N/=2.863父10%=9.542父1084)查得接触批量寿命系数Khn1=0.93Khn2=0.975)计算接触疲劳许用应力1 K_hl1he=0.93600MPa=558MPaH1S,iKI；1hl2Him2=0.97550MPa=533.5MPaS6)试选Kv=1.2,查得Ka=1.0,K；1,Kb=1.51.25-1.875

13、所以,K=KaK二KvK=1.01.211.875=2.257) T-95.5105P1J95.51052.957=1.989104Nmmn14208) r=3(2)、计算1)试算小齿轮的分度圆直径,带入h】中的较小值得189.82.251.98910458.79mm533.51(1-0.51)233d1t>2.922计算圆周速度v=4.369ms-d1tn1二58.791420v=6010006010003计算载荷系数根据丫=4.369吗,8级精度,查得Kv=1.23,所以K=KaKaKvKp=1.0M1.23>dM1.875=2.3104按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径:d

14、1二dt3=5879,2.312.25=59.31mm5技术模数m=59.3%2=2.696mm3.按齿根弯曲疲劳强度设计公式:m>4KT1YFaYSaR(1-0.5R)2z12,u2-111、确定公式内的各计算值1查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限仃fei=500MPa,大齿轮的弯曲疲劳强度、E2=380MPa.2查得弯曲疲劳寿命系数Kfni=0.86,Kfn2=0.93计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳平安系数S=1.4,那么,Kfni二FE10.865001.4MPa=307.14MPaKfN2二FE20.93801.4MPa=244.29MPa4载荷系数K=2.315节圆锥角、1=arct

15、an：=18.435、2=90-18.435,=71.565,6当量齿数ZV123cos18.435；二24ZV2z2_69=一tcos2cos71.5651P二2187)查取齿形系数YFa1=2.65,YFa2=2.1158)查取应力校正系数Ysh=1.58,%2=1.869计算大小齿轮的错,并加以比拟.YFa1YSal2.651.58,-0.0136307.141<f1YFa2YSa22.1151.86244.29=0.01619大齿轮的数值大.(2)、设计计算42.311.989104m>J=/0.01619=2.033归1-0.5父12父232父.32+1综合分析考虑,取m

16、=3mm,z1=23得,z2=uz1=23父3=69,d1=mz1=23父3=69mm4.几何尺寸计算(1)、计算大端分度圆直径di=69mmd2=z2m=69父3=207mm(2)、计算节锥顶距R=dJu2+=69MJ32+1=109.0986mm22(3)、节圆锥角6=18.425,=18126'6''62=71.565,=71C33'54"(4)、大端齿顶圆直径da1=d1="mcos&=69+2M3Mcos18'266'=74.692mmda2=d2=+2mcos62=207+2父3黑cos7133'5

17、4''=208.897mm(5)、齿宽b=*RR=3109.0986mm=36.366mm取b=b2=36mm二、圆柱齿轮传动的设计计算输入功率R=2.957Kw(略大于小齿轮的实际功率),小齿轮的转速为：n1=1720r/jn,大齿轮的转速为e=437.33%,传动比i=3,由电动机驱动,工作寿命(设每年工作300天),两班制,带式输送,平稳,转向不变.1 .选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)由以上计算的数据可得圆锥齿轮的传动在R轴的轴向力Fa：锥二2 19.591000,66tan20"cos18.435,=204.987N此轴向力较小,故二级变速装置选用直

18、齿圆锥齿轮.(2)、运输机为一般工作机器,速度不高,应选用8级精度.(3)、材料选择,小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45刚(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度相差40HBsc(4)、选小齿轮齿数z1=23,那么z2=u2=4.18父23=962.按齿面接触疲劳强度设计公式：d1t>2.32KT1u：ZE、2(1)、确定公式内的各计算值1)试选载荷系数Kt=1.52)计算小齿轮传递的转矩T=95.5><105P/=95.5父10隈2.79比=5.64M104Nmm/n4/3.333)选取齿宽系数d=114)查得材料弹性影响系数ZE=189.

19、8MPa2.5)按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限仃川而1=600MPa,大齿轮的接触疲劳极限0Hlim2=550MPa.6)计算应力循环次数小齿轮：N160njLh60473.331(283007)=9.542108大齿轮：N2%=9.542"02.18=2.283父1087)查得接触批量寿命系数Khn1=0.97Khn2=0.998)计算接触疲劳许用应力KHL1Hlim1-=0.97600MPa=582MPaKHL2'-Hlim2=0.99550MPa=544.5MPa(2)、计算1)试算小齿轮的分度圆直径,带入Lh】中的较小值得dit>2.32KT1u二；Z

20、E、2=2.32"三2.79回04,W吗2mm4.18544.5=42.8mm2)计算圆周速度v二dinv=601000二42.88473.33/1.0626010003)计算齿宽bb=dd1t=142.88mm=42.88mm4)计算齿宽与齿高比bh模数：m=d1yZ=42.8%3=864mm齿高：h=2.25mt=2.251.864mm=4.194mmbh=42.8810.22h4.1945)计算载荷系数根据v=1.062%,8级精度,可查得动载荷系数九=1.11,直齿轮假设KaF/<100nmm,b,查得Kh：.=KF-.=1.2查得使用系数Ka=1查得8级精度,消除了相

21、对支撑为非对称布置时,KhB=1.150.18(10.6d2)d20.3110,b=1.150.18(1-0.612)120.31Io'42.88=1.4513由%=10.22,KhP=1.4513查得：KfP=1.4所以K=KaK.Kv长=1乂1.11父1.2黑1.4513=1.933.6按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径:33d1=d1t,=42.88父J"3九=46.66mm7计算模数m=d1=46.66=2.03mm4233.按齿根弯曲疲劳强度设计m>1、确定公式内的各计算值1查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限仃fei=500MPa,大齿轮的弯曲疲劳强度仃FE2=3

22、80MPa.2查得弯曲疲劳寿命系数Kfni=0.9,Kfn2=0.933计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳平安系数S=1.4,那么,0.95001.4MPa=321.4MPa1KFN2二FE20.93380I；=FN2FE2=MPa=252.4MPa2S1.44计算载荷系数KK=KaKvKfKf-：=11.111.21.4=1.8655查取齿形系数YFa1=2.69,YFa2=2.196查取应力校正系数YSa1=1.575,YSa2=1.7857计算大、小齿轮的YaYa,并加以比拟.YFa1YSa1fcrF:F28=0.0136,年307.14l>f2.1151.86244.29-0.016

23、19大齿轮的数值大.(2)、设计计算312x1.865x5.64x104m>J2m0.01549=1.83311X232综合分析力虑,取m=2.5mm,z1=24,得d1=mZ1=24父2.5=60mm,z2=uz1=24父4.18=100.32,Wz2=1004.几何尺寸计算(1)、分度圆直径d1=60mmd2=z2m=100父2.5=250mm(2)、中央距aa=(d1+d2(=(60+250%=155mm(3)、b=用d1=1父60mm=60mm,取b2=60mm,b1=65mm5.验算l2Tl2X5.64104Ft-1-1880Ntd160KaFl=1-2350=39.17N4&

24、lt;100N<b60假设成立,计算有效.计算及说明结果三、数据整理1 .圆锥齿轮齿轮类型：直齿圆锥齿轮JB110-60,齿形角«=20,齿顶高系数h；=1,顶隙系数c*=0.2,螺旋角以=0,不变位.精度8级,小齿轮材40Cr调质,大齿轮材料45刚调质,硬度分另I为280HBs和240HBS.大端分度圆直径：小齿轮d1=69mm,大齿轮d2=207mm节锥顶距：R=109.0986mm节圆锥角：耳=18.425,=18266',52=71.565,=7133'54''大端齿顶圆直径：da1=74.692mm,da2=208.897m齿宽：6=4

25、=36mm齿数：z1二23,z2=69模数m=32 .圆柱齿轮齿轮类型：直齿圆柱齿轮精度8级,小齿轮材40Cr调质,大齿轮材料45刚调质,硬度分另I为280HBs和240HBS.分度圆直径：d=69mm,d2=207mm中央距：a=155mm齿宽：b1=65mm,2=60mm齿数：4=24,z2=100模数：m=2.5mm五、轴的计算一、减速器高速轴I的设计1 .求输出轴上的功率P,转速n声口转矩叫由前面的计算可得P=2.957Kwnt=1420r/.1 /minT=19.89Nm2 .求作用在齿轮上的力圆锥小齿轮bb)(37dm1=1-0.5-d1=J-0.5x父69=57.29mmIRJI

26、109；匚2Tl2勺8.89-1000Ft=i=659.45Ndm157.29Fr1=Fttanacos61=659.45父tan20,父cos18.435=227.7NFa1=Fttanasin61=659.45父tan20,Msin18.4350=75.9N圆锥大齿轮Fr2=Fa1=75.9NFa2=Fr1=227.7N圆柱小齿轮、大齿轮2TH2M56.41父1000Ft-一a-1880.3Nd160Fr=Fttans=1880.3父tan20,=684.4N计算及说明1结果3 .初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢,调质处理.取A0=105,于是得3 3.dmin=A105<.13.41mmn-1420同时选取联轴器型号,联轴器的计算转矩：取Ka=1.3,那么,Tca=TKa=19890x1.3=25.857Nm结合电动机的参数,选用凸缘联轴器,型号YL4联轴器Y2862YB2562即,该端选用的半联轴器的孔径d=25mm,故取轴径d【=25mm,半联轴器毂孔的长度L=62mm.4 .轴的结构设计(1)、拟定轴上零件的装配方案以下图为I轴上的装配方案图41)由联轴器尺寸确定由联轴器的毂孔长度L和直径d及相关要求,可确定d1=25mm,l1=60mm2)初步选择滚动轴承.轴承同